package cn.hesion.dataStructures.Stack.Calculator;

import cn.hesion.dataStructures.Stack.LinkedListStack;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 oprStack = new ArrayStack2(10);
        String expression = "7*2*2-5+1-5+3-4";

        //定义需要的相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';
        String keepNum = "";
        //开始扫描，expression，
        while (true) {
            //依次得到expression中的每个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            // 取到以后开始进行相应操作
            if (oprStack.isOper(ch)) {
                if (!oprStack.isEmpty()) {
                    //如果符号栈有操作符则进行比较，如果当前运算符的优先级小于栈中的操作符，则从数栈中pop两个数进行运算
                    //在从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈
                    //1开始判断优先级
                    if (oprStack.priority(ch) <= oprStack.priority(oprStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = oprStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //计算之后，别忘压入栈中
                        numStack.push(res);
                        //别忘记符号要压入栈中
                        oprStack.push(ch);
                    } else {
                        //来到这里说明扫描到操作符优先级比在符号栈栈顶的优先级大
                        //直接压入栈中
                        oprStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果符号栈为空
                    oprStack.push(ch);
                }
            } else {
                //来到这是表明是数
                //这样处理没法对多位数进行处理，因此需要有一个变量用来拼接多位数
//                numStack.push(ch - 48);
                //分析思路
                //1,当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈。
                //2在处理数的时候，需要往后多扫描以为，看看他是不是多位数
                //处理多位数
                keepNum += ch;
                //判断是否是操作符
                //得加个判断，因为扫描到最后再往后一位是空的。会报空指针异常。
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    if (oprStack.isOper(expression.substring(index+1, index + 2).charAt(0))) {
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        //重要！！清空
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            //让index + 1, 并判断是否扫描到expression最后.
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序的从 数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行.
        while (true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果, 数栈中只有一个数字【结果】
            if (oprStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = oprStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);//入栈
        }
        //将数栈的最后数，pop出，就是结果
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式 %s = %d", expression, res2);
    }
}

class ArrayStack2 {
    private int maxSize; // 栈的最大容量
    private int[] stack; //数组，数组模拟栈
    private int top = -1;//top表示栈顶，初始化-1

    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈
    public void push(int value) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    public int pop() {
        //判断栈空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //注意遍历时的方向 从栈顶开始输出数据
    public void showStack() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈为空，没有数据");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //判断优先级,数组越大，越优先
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1; // 假定目前的表达式只有 +, - , * , /
        }
    }

    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}